一种改良城市搬迁地生土的微藻复合调理剂及制备方法与流程

1.本发明涉及土壤改良技术领域，具体的是一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂、制备方法及其应用。


背景技术：

2.城市绿化面积和质量是衡量城市生态文明建设的重要指标。然而随着城市人口的不断增加，城市绿化需求的快速增加与土地资源紧缺的矛盾日益严重。城中村、工企业用地的置换开发已成城市土地可持续利用的重要手段。将城中村、工企业用地等搬迁地用于绿化建设，已成为大、中城市绿地面积增长的主要来源。然而城市搬迁地土壤一般土壤贫瘠，土壤结构混乱，且土壤生物活性较低，是城市搬迁地快速绿化的难点。
3.申请号cn 108517213 a的中国发明专利公布了一种利用微藻发酵液提升大豆抗旱能力和水肥利用效率的土壤改良剂，然而该专利主要侧重于改良剂对大豆生理抗逆性的提升。申请号cn 113578943 a的中国发明专利表明微藻可以有效修复土壤重金属污染。然而这些专利均未有效利用微藻的自养特征，筛选适合未经熟化生土改良的微藻，开发更高效的土壤调理剂。针对城市搬迁地土壤养分贫瘠，土壤ph偏高等障碍因子，因此迫切需要一种能够实现有效提高城市搬迁地土壤肥力并提高修复效率的土壤调理剂。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对来自地下深层和未经熟化的城市搬迁地土壤进行改良，特别是针对城市搬迁地土壤养分贫瘠和ph过高的问题，提供了城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂、制备方法及其应用。本发明微藻复合调理剂、制备方法及其应用要能够做到有针对性的修改，有效提高城市搬迁地土壤肥力，并提高修复效率。
5.为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
6.一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂，该调理剂包括以下重量份数的各组分：
7.联合微藻液
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20～25份
8.生物炭
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20～25份
9.生物有机肥
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50～60份
10.其中，
11.所述联合藻液由固氮蓝藻和丝状蓝藻混合而成，所述固氮蓝藻包括鱼腥藻、念珠藻和单歧藻，所述丝状蓝藻包括具鞘微鞘藻、沼地微鞘藻和马氏鞘丝藻；
12.所述的生物炭由城市绿化废弃物制备而成，所述生物有机肥为符合行业标准ny/t 525-2021的市售产品。
13.在本发明一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂，作为优化设计方案，所述联合藻液中固氮蓝藻和丝状蓝藻混合的比例为3:2。
14.在本发明一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂，作为优化设计方案，所
述固氮蓝藻包括鱼腥藻、念珠藻和单歧藻的组分比例为3：1：1。
15.在本发明一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂，作为优化设计方案，所述丝状蓝藻包括具鞘微鞘藻、沼地微鞘藻和马氏鞘丝藻的组分比例为1：1：1。
16.在本发明一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂，作为优化设计方案，所述的生物炭的制备方法是烘干后的城市绿化废弃物置于微波马弗炉中进行热解，加热前先以250l/h的流量通入氮气，然后以5℃/min升温至450℃，并持温1小时；自然冷却到100℃后，停止通入氮气，即得到所制备生物炭。
17.在本发明一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂，作为优化设计方案，所述生物有机肥的性能指标为有机质≥45％，有效活菌数≥2亿/g，n+p2o5+k2o≥5％。
18.本发明还涉及到一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
19.第一步、生物炭颗粒制备：生物炭需进行过筛处理，生物炭颗粒直径要求≤1cm。
20.第二步、微藻-生物炭复合物制备：将制备的生物炭颗粒投入到事先培养好的0.75g/l藻液中，在室温下以250rpm转速搅拌24h，得到微藻-生物炭复合物。
21.第三步、微藻-生物炭-生物有机肥调理剂制备：将微藻-生物炭复合物按照所需的比例进行混合即可得到所需调理剂。
22.作为本发明城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂的制备方法的优化设计方案，在所述第一步中，未过筛的生物炭颗粒需要再次粉碎，粉碎后再进行过筛处理。
23.作为本发明城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂的制备方法的优化设计方案，在所述第三步中，所述微藻-生物炭复合物与生物有机肥的混合重量比例为1：3。
24.本发明还提供了一种微藻复合调理剂在城市搬迁地土壤改良中的应用，城市搬迁地土壤修复前指标为：
25.ph值8.9 有机质5.1g/kg 全盐量2.3g/kg 碱解氮8.5mg/kg
26.速效磷58.9mg/kg 速效钾29.4mg/kg，
27.所述微藻复合调理剂在城市搬迁土壤中施用量为8％，施用两个月后城市搬迁地土壤的理化指标为：
28.ph值6.8有机质27.5g/kg 全盐量0.8g/kg 碱解氮52.3mg/kg 速效磷96.4mg/kg 速效钾79.4mg/kg。
29.针对于城市搬迁土壤，其修复前的指标为：ph值8.9有机质5.1g/kg 全盐量2.3g/kg 碱解氮8.5mg/kg 速效磷58.9mg/kg 速效钾29.4mg/kg。
30.本发明充分利用了微藻对土壤质量的影响。具体而言，充分利用了微藻的自养特征和极强的环境适应能力，筛选了适宜城市搬迁地未经熟化生土改良的微藻种类。特别地，城市搬迁地土壤养分贫瘠、土壤ph高、生物活性低，传统微生物土壤调理剂中的异养微生物难以存活并发挥其功能；经试验固氮蓝藻和丝状蓝藻混合藻液可以在城市搬迁地土壤中较好的生长和繁殖，且其次生代谢产物和死亡残体可激发土壤原生微生物的生长，对土壤生物活性有较大提升作用。
31.固氮蓝藻能同时进行光合作用和固氮作用，固氮蓝藻可以将空气中的分子氮转化合成氮素化合物，并在生长过程中分泌氨基酸、多糖、多肽等活性物质。
32.丝状蓝藻生态位较宽，能在碱性土壤中较好的生长繁殖，丝状蓝藻的细胞外有较
厚的黏胶层，能够大量吸收水分并在土壤表面形成藻结皮，从而有效防止水土流失。
33.土壤微藻通过光合作用固定co2，并在生长繁殖过程中分泌氨基酸、糖类、多肽和激素等活性物质，可促进其他微生物的生长，协同提高土壤肥力。
34.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
35.1.本发明专利通过将城市绿化废弃物资源化利用，城市绿化废弃物制备成生物炭进行土地利用既可以合理处置城市固废，又可以有效提高土壤质量。
36.2.本发明专利将可进行光合作用的自养型土壤微藻接种于搬迁地土壤，可有效克服搬迁地土壤贫瘠，土壤微生物缺乏能源无法生存的障碍。
37.3.本发明微藻复合调理剂的制备成本能够很好控制，对于城市搬迁土壤的修复成本较低，无需后续的养护，在地面建筑物移除后即可进行土壤改良，土壤微藻通过自身的生长繁殖过程即可对土壤进行改良。
附图说明
38.图1是本发明一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂的制备方法的流程图。
具体实施方式
39.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
40.土壤微藻是土壤微生物的重要组成部分，土壤微藻在土壤形成、演替和土壤组成等过程均发挥了重要作用，是荒漠地带的先锋生物。本发明利用微藻复合调理剂有针对性修复，将有效提高城市搬迁地土壤肥力，并提高修复效率。
41.本发明提供了一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂，该调理剂包括以下重量份数的各组分：
42.联合微藻液
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20～25份
43.生物炭
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20～25份
44.生物有机肥
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50～60份
45.其中，
46.所述联合藻液由固氮蓝藻和丝状蓝藻混合而成，所述固氮蓝藻包括鱼腥藻、念珠藻和单歧藻，所述丝状蓝藻包括具鞘微鞘藻、沼地微鞘藻和马氏鞘丝藻；
47.所述的生物炭由城市绿化废弃物制备而成，所述的生物炭的制备方法是烘干后的城市绿化废弃物置于微波马弗炉中进行热解，加热前先以250l/h的流量通入氮气，然后以5℃/min升温至450℃，并持温1小时；自然冷却到100℃后，停止通入氮气，即得到所制备生物炭。
48.所述生物有机肥为符合行标ny/t 525-2021的市售产品。
49.上述联合藻液中固氮蓝藻和丝状蓝藻混合的比例为3：2。所述固氮蓝藻包括鱼腥藻、念珠藻和单歧藻的组分比例为3：1：1。所述丝状蓝藻包括具鞘微鞘藻、沼地微鞘藻和马
氏鞘丝藻的组分比例为1：1：1。
50.本发明充分利用了微藻对土壤质量的影响，固氮蓝藻能同时进行光合作用和固氮作用，固氮蓝藻可以将空气中的分子氮转化合成氮素化合物，并在生长过程中分泌氨基酸、多糖、多肽等活性物质。丝状蓝藻生态位较宽，能在碱性土壤中较好的生长繁殖，丝状蓝藻的细胞外有较厚的黏胶层，能够大量吸收水分并在土壤表面形成藻结皮，从而有效防止水土流失。
51.本发明中特配的土壤微藻通过光合作用固定co2，并在生长繁殖过程中分泌氨基酸、糖类、多肽和激素等活性物质，可促进其他微生物的生长，协同提高土壤肥力。
52.实施例1：
53.本实施例提供了一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂，其组分的重量组成为：
54.联合微藻液20～25份，藻液浓度为0.75g/l，藻液体积1l。
55.生物炭20～25份，生物炭质量为1kg。
56.生物有机肥50～60份，生物有机肥质量为3kg。
57.其中，
58.所述联合藻液由固氮蓝藻和丝状蓝藻混合而成，所述固氮蓝藻包括鱼腥藻、念珠藻和单歧藻，所述丝状蓝藻包括具鞘微鞘藻、沼地微鞘藻和马氏鞘丝藻。取对数生长期的鱼腥藻(藻密度0.6g/l)、念珠藻(藻密度0.2g/l)、单歧藻(藻密度0.2g/l)、具鞘微鞘藻(藻密度0.13g/l)、沼地微鞘藻(藻密度0.13g/l)、马氏鞘丝藻(藻密度0.13g/l)按体积比1：1：1：1：1：1进行混合，即得所需比例的混合藻液。
59.如图1所示，上述一种城市搬迁地土壤改良用的微藻复合调理剂的制备方法如下：
60.第一步，生物炭颗粒制备：将绿化废弃物制备的生物炭先进性过筛处理，孔径为1cm。若未通过筛网的大颗粒，再次进行粉碎后第二次过筛。
61.第二步，微藻-生物炭复合物制备：对混合藻液进行分离浓缩，至藻密度为0.75g/l，配置0.75g/l的藻液1l，加入1kg生物炭颗粒，在室温下以250rpm转速搅拌24h。
62.第三步，微藻-生物炭-生物有机肥调理剂制备：将微藻-生物炭复合物1kg与生物有机肥3kg搅拌均匀，得到微藻复合调理剂。
63.将实施例1制得的微藻复合调理剂进行效果验证，具体如下：
64.需要改良的土壤为取自上海的城市搬迁地土壤，试验开展时间是：2021.12.20～2022.3.20。
65.搬迁地土壤理化性质如下表1所示。
[0066][0067][0068]
试验处理过程如下表2所示。
[0069][0070]
土壤改良2个月后测定土壤肥力指标如下表3所示：
[0071][0072]
由表3的试验结果可知，施用本发明的微藻复合调理剂后，土壤ph、土壤全盐量显著降低，显著改善了土壤的盐碱障碍，同时微藻复合调理剂施用还显著提高了土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量。两块样地中均以微藻复合调理剂施用量为8％时土壤肥力提升效果最好。
[0073]
本发明专利将可进行光合作用的自养型土壤微藻接种于搬迁地土壤，可有效克服搬迁地土壤贫瘠，土壤微生物缺乏能源无法生存的障碍。城市搬迁土壤的修复成本较低，无需后续的养护，在地面建筑物移除后即可进行土壤改良，土壤微藻通过自身的生长繁殖过程即可对土壤进行改良。建议在城市绿地土壤改良实践中推广应用本微藻复合调理剂。
[0074]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。